一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法技术

本发明专利技术公开了一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，核心技术是将超声振动辅助系统有机融合到多材料的电弧增材制造系统中，制造过程中通过实时调节超声振动的频率、功率等参数，以促进不同材料的结合，调节颗粒增强相的分布，消除裂纹和降低气孔率，改善多材料构件的组织形态和物化性能。该方法由一整套多材料丝‑粉复合电弧增材制造系统施行。本发明专利技术能够调控和改善电弧增材制造多材料构件的组织形态和物化性能，制造流程简单、工艺操控性好、相对制造成本低，适合多材料、复杂结构金属基复合材料构件的快速生产，适应智能制造需要。

A method of manufacturing multi material component with ultrasonic vibration assisted arc additive

The invention discloses a method for manufacturing multi-material components by ultrasonic vibration assisted arc additive. The core technology is to organically integrate the ultrasonic vibration assisted system into the multi-material arc additive manufacturing system. In the manufacturing process, the frequency and power of ultrasonic vibration are adjusted in real time to promote the combination of different materials, regulate the distribution of particle reinforcement phase, eliminate cracks and reduce Porosity, improve the structure and physical and chemical properties of multi-material components. The method is implemented by a whole set of manufacturing system of composite arc additive with multi-material wire powder. The invention can adjust and improve the microstructure and physicochemical properties of the multi-material component manufactured by the arc additive, has the advantages of simple manufacturing process, good process controllability and low relative manufacturing cost, is suitable for the rapid production of the multi-material and complex structure metal matrix composite component, and is suitable for the needs of intelligent manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法
本专利技术属于新材料
，涉及到多材料构件的制造，具体涉及一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法。
技术介绍
多材料构件具有优于单一材料构件的结构和性能，在多元化发展的市场需求中具有巨大的性价比优势和应用潜力，成为目前制造技术研发的热点。传统的多材料构件的各部分一般采用机械连接，不同材料间难以形成整体，构件总体性能受限，制造效率偏低，不能适应高性能复杂结构的需要。增材制造可以解决多材料构件复杂结构的快速一体化生产问题，但不同材料间的结合、增强体的分布、界面组织调控、构件的内部质量等，均给快速制造过程提出较大的技术挑战。电弧增材制造是基于传统电弧堆焊和数字化自动控制技术而发展起来的一种新型智能制造技术，适应性广、生产效率高、工艺相对简单、成本较为低廉，具有良好的应用前景。但是，电弧增材制造技术存在成形精度低、成形稳定性差、设备自动化水平不高等问题，而且其内部质量(包括晶粒及显微组织等)难以控制。超声振动辅助在传统铸造、焊接、机械加工中有一定的应用，利用超声波的声能与空化作用，可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，其特征在于：将超声振动辅助系统有机融合到多材料的电弧增材制造系统中，制造过程中通过实时调节包括超声振动的频率、功率在内的相关参数，促进不同材料的结合，调节颗粒增强相的分布，消除裂纹并降低气孔率，改善多材料构件的组织形态和物化性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，其特征在于：将超声振动辅助系统有机融合到多材料的电弧增材制造系统中，制造过程中通过实时调节包括超声振动的频率、功率在内的相关参数，促进不同材料的结合，调节颗粒增强相的分布，消除裂纹并降低气孔率，改善多材料构件的组织形态和物化性能。


2.根据权利要求1所述的一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，其特征在于：该方法由一整套多材料丝-粉复合电弧增材制造系统施行，所述制造系统主要由控制系统、运动系统、弧焊系统、送丝系统、送粉系统、丝-粉耦合系统、超声振动辅助系统、热管理系统组合而成；多个系统在控制系统的调控下工作。


3.根据权利要求2所述的一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，其特征在于：制造过程如下：
首先，将设计好的多材料构件的数字模型输入计算机控制系统，对数字模型进行制造路径编辑，指定构件不同部位的材料成分及组元，设定构件不同部位的超声振动参数，固化丝-粉复合的弧焊工艺各参数并编写增材制造程序；
然后，启动增材制造程序，控制系统控制数控机床的运动，同时控制弧焊电源和送粉系统的启动、停止及相关参数的调节，送丝系统输送的金属丝材与送粉系统输送的粉体材料在丝-粉复合焊枪处耦合，而丝-粉复合焊枪夹持并固定于数控机床的运动臂架上；
最后，以上各系统配合在底板上沉积得到多材料构件。


4.根据权利要求3所述的一种超声振动辅助电弧增材制造多材料构件的方法，其特征在于：在制造过程中，超声振动辅助系统作用于底板和多材料构件，控制系统指令超声振动辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建新，曾大新，张元好，刘建永，杨伟，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42